胸部磁共振彌散加權成像技術在肺癌精確放療靶區(qū)勾畫中的價值

李丁丁 鄭香 史利紅 付敬華 張文艷

肺癌居我國惡性腫瘤的第一位，而中央型肺癌逐漸向大氣道腔內(nèi)生長，造成管腔狹窄、閉塞，甚至會發(fā)生遠端阻塞性肺炎、肺不張[1]。但研究顯示，萎陷肺組織與腫瘤相融合，形成密度相近的實性包塊，CT平掃或增強掃描難以區(qū)分腫瘤及正常組織，增加放療靶區(qū)勾畫難度[2]。放療是肺癌重要治療手段，現(xiàn)代立體定向、調(diào)強放療等精確放療技術能增加肺癌照射劑量，避免照射區(qū)域周圍正常組織受到損害或在最大限度上減輕正常組織損害。精確放療技術是“三精準”為要求，如精準定位、計劃及治療，在最大程度上促使腫瘤細胞凋亡[3,4]。因此精確放療時的前提是為靶區(qū)勾畫，給予腫瘤組織最大照射劑量，也能減少正常組織照射損傷。隨著磁共振技術的快速發(fā)展，DWI技術在腫瘤診斷、治療中的作用得到重點關注。筆者根據(jù)該研究，肺癌患者接受精確放療時，于靶區(qū)勾畫過程中采用磁共振彌散加權成像技術(DWI)技術，旨為臨床精確放療提供依據(jù)，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究符合醫(yī)學倫理委員會審批標準。納入本組研究病例80例，來源我院2017年12月至2019年3月收治的肺癌患者，其中男52例，女28例；年齡40～50歲者24例，51～60歲者31例，61～70歲者21例，>70歲者4例；鱗癌38例，腺癌24例，小細胞癌18例；部位：左上肺者有28例，右上肺者有21例，右中肺者有15例，左下肺者有10例，右下肺者有6例；中央型肺癌者占56例，周圍型肺癌者占24例；入組患者均經(jīng)組織病理學確診。

1.2 納入與排除標準

1.2.1 納入標準：①患者經(jīng)臨床表現(xiàn)、影像學技術及病理學綜合診斷，與《中國原發(fā)性肺癌診療規(guī)范(2015年版)》[5]中原發(fā)性肺癌診斷標準相符；②首次接受放療治療；③身體狀況無明顯負面影響及重大疾??；④KPS評分≥70分；⑤受試者志愿參與研究，簽署同意書。

1.2.2 排除標準：①佩戴各種金屬、磁性物品影響MRI檢查，或有具備MRI檢查禁忌證；②入組前接受其他抗腫瘤治療；③CT、DWI掃描間隔時間>1周；④中途退出研究者。

1.3 方法

1.3.1 儀器設備:nsation Open 40型CT掃描機(德國西門子公司生產(chǎn))，vanto 1．5T型M融掃描機(德國西門子公司生產(chǎn))。

1.3.2 定位掃描:患者定位前空腹6 h，休息30 min，除去金屬物質(zhì)后，行CT、DWI圖像掃描。CT定位采取體部熱塑模固定，激光燈對胸部正中線、兩側定位后，置于金屬點標記，標記點應靠近病灶，從鎖骨掃描至肋弓下緣的，層厚3 mm，再行DWI掃描。

1.3.3 圖像掃描采集:CT掃描：于胸廓入口掃描，逐漸掃描至肺下界，管電壓為120 kV，掃描層厚為5 mm，重建層厚為3 mm，重建縱膈窗與肺窗；平掃后進行增強掃描，先靜脈注射碘海醇3 ml/kg，速率為3.0 ml/s，行增強掃描。DWI掃描：先行MRI平掃：橫軸位T1WI序列：TR/TE為140/25 ms，70°翻轉角，層厚6 mm，層間隔20%；BW為280，矩陣256×256，F(xiàn)OV 375 mm；T2WI橫軸位掃描：TR/TE為1 580/72 ms，140°翻轉角，BW為315，矩陣384×276，層厚6 mm，層間隔20%。DWI掃描：單次激發(fā)SE-SPI序列，TR/TE為6 800/70 ms，BW為260，矩陣128×128，F(xiàn)OV為400×350 mm，層厚為4 mm，層間隔0 mm，AVERAGE 8；一次掃描，采集彌散敏感因子b：0、600、800、1 000 s/mm2。

1.3.4 靶區(qū)勾畫:綜合分析及圖像融合，在保障DWI圖像灶/背景噪聲信號強度比(SIR)時，選擇b值最佳范圍為600 s/mm2,DWI圖像對比度較高，并將其圖像轉輸至工作站及治療系統(tǒng)。CT顯示GTV呈肺門區(qū)腫塊或周圍肺組織呈結節(jié)或團塊狀腫塊，邊緣不光滑，呈分次狀或分葉狀，靶區(qū)勾畫基準為腫瘤邊緣。DWI掃描：腫瘤實性部分處于高信號，組織壞死、液化區(qū)域為低信號，肺不張及阻塞性肺炎癥為低信號，高信號顯示區(qū)行靶區(qū)勾畫。制定放療計劃，處方劑量50～66 Gy，中位劑量為60 Gy，計劃腫瘤靶區(qū)(PTV)在臨床靶體積(CTV)基礎上均勻外擴5 mm。見圖1～2。

圖1 在CT圖像上圍繞腫瘤邊緣勾畫靶區(qū)范圍圖2 在DWI圖像上圍繞DWI顯示為高信號區(qū)域勾畫靶區(qū)范圍

1.4 觀察指標 (1)計算表觀彌散系數(shù)(apprentdiffusioncoefficient，ADC)值，于腫瘤、淋巴結顯示最清楚層面為感興趣區(qū)(ROI)，反復測量3次ADC值，取平均值；(2)計算CT、DWI對靶區(qū)勾畫GTV體積。

2 結果

2.1 靶區(qū)勾畫腫瘤體積 CT勾畫GTV高于DWI，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 2種技術靶區(qū)勾畫腫瘤體積GTV比較

2.2 肺癌伴肺不張或(和)阻塞性肺炎者GTV比較 本組80例肺癌患者伴肺不張或(和)阻塞性肺炎39例，CT測得GTV值高于DWI，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 肺癌伴肺不張或(和)阻塞性肺炎者GTV比較

2.3 不同組織ADC值 肺癌伴肺不張或(和)阻塞性肺炎ADC值明顯高于腫瘤組織，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表3，圖3、4。

表3 不同組織ADC值比較

3 討論

放療是治療肺癌的重要手段，其治療目的為提高局部控制率、降低遠處轉移率。而在放療時臨床分期不準確、放療靶區(qū)勾畫區(qū)域尚未確定以及胸腔內(nèi)正常組織限制腫瘤區(qū)放療劑量，因此難以獲取放療最大增益比[6]。精確放療是當前放療首選技術，而進行放療靶區(qū)勾畫是確保精確放療及獲得最高放療收益的前提及基礎[7,8]。

圖3 肺癌伴肺不張或阻塞性肺炎患者肺不張區(qū)域的ADC值為(2.017±0.66)s/mm2圖4 肺癌伴肺不張或阻塞性肺炎患者腫瘤組織區(qū)域的ADC值為(0.673±0.62)s/mm2

王忠等[9]報道，在鼻咽癌調(diào)強放療中應用DWI技術發(fā)現(xiàn)，腫瘤體積與ADC 值呈負相關，能準確顯示調(diào)強放療后形態(tài)學、組織學改變。葉智敏等[10]研究發(fā)現(xiàn)DWI技術在放療中有高度敏感性，與食管癌近期治療反應呈正相關性。因此各研究肯定DWI技術在惡性腫瘤放療中的作用。故本研究對肺癌精確放療中應用DWI技術，與CT相比，DWI技術能更清楚顯示腫瘤組織及放療面積。本研究結果，CT勾畫GTV(145.84±64.28)cm3高于DWI(102.61±58.73)cm3，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。研究發(fā)現(xiàn)，CT掃描的腫瘤體積較大，并高于DWI掃描技術，且有文獻報道，CT掃描腫瘤體積明顯高于病理大體標本[11]，故進一步說明CT掃描缺乏精準性。另外肺癌伴肺不張或(和)阻塞性肺炎者CT測得GTV值(168.42±65.35)cm3高于DWI(115.71±59.76)cm3，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。因CT掃描時，無法準確鑒別及反映機體腫瘤與正常組織之間的界限，待肺癌合并肺不張后，CT圖像更為不清晰，但DWI圖像顯示肺癌呈高信號，而肺不張為低信號，且肺癌組織ADC值低于肺不張。

ADC值是描述活體內(nèi)水分子彌散程度，由水的微環(huán)境擴散屏障影響，存在固體組織時，由細胞核-質(zhì)比及細胞密度影響[12,13]。ADC值可評價不同組織擴散特征表現(xiàn)，鑒別腫瘤組織型及腫瘤病理分期[14]。本組研究，肺癌伴肺不張或(和)阻塞性肺炎者ADC值(2.51±0.50)s/mm2明顯高于腫瘤組織(1.25±0.27)s/mm2(P<0.05)。因此肺癌患者精確放療時，利用DWI技術結合ADC值，對惡性組織呈高對比度信號，并能提供量化參數(shù)ADC值，不同細胞結構顯示不同ADC值，判定組織類型及特征，為精確放療提供參考依據(jù)。

我們在此研究得出DWI技術在肺癌精準放療靶區(qū)勾畫中的優(yōu)勢：(1)DWI技術可準確顯示胸膜組織，顯示鄰近器官侵犯程度，確定肺癌細胞是否發(fā)生縱膈轉移淋巴結，確定放療靶區(qū)[15]；(2)DWI技術顯示病變組織及范圍，可清晰、準確鑒別腫瘤組織及非腫瘤組織，可發(fā)現(xiàn)CT難以區(qū)分的肺部病變，相應縮小放療靶區(qū)面積[16]；(3)利用ADC值測定，可進行定性診斷，且根據(jù)DWI圖像區(qū)分血管、軟組織及淋巴結，確定放療靶區(qū)面積，以及是否增加腫瘤放療劑量[17]；(4)在肺癌合并肺不張后，僅根據(jù)的單純CT難以有效鑒別區(qū)分正常的腫瘤組織以及正常組織，而采用DWI技術對肺癌及肺不張進行區(qū)分鑒別，肺癌的信號強度明顯高于肺不張，而ADC值低于肺不張，故根據(jù)其表現(xiàn)圖像，能有效鑒別肺癌組織及肺不張，為靶區(qū)勾畫放療提供依據(jù)[18,19]；(5)DWI技術應用于肺癌精確放療靶區(qū)勾畫后，因肺癌細胞密度高、細胞內(nèi)部有豐富的大分子蛋白含量，進而等影響水分子細胞內(nèi)外擴散，減少擴散系數(shù)ADC值；而腫瘤壞死部位，細胞結構損害，進而會促進水分子擴散運動，使ADC值增加[20]。但該研究中對ADC值界限尚未統(tǒng)一規(guī)定，仍需結合多種技術確精準靶區(qū)放療面積。

綜上所述，胸部磁共振彌散加權成像技術可有效顯示腫瘤最大體積，同時能區(qū)分肺癌及肺不張，為精確放療靶區(qū)勾畫提供依據(jù)，臨床價值高，值得推廣應用。